8층 블라인드 비아 PCB RO4350B 및 MT40 소재 임피던스 제어

이 맞춤형 8층 하이브리드 유전체 PCB는 대칭적인 스택업을 사용합니다: 상단과 하단에 0.168mm RO4350B를 사용하고, 0.381mm I-Tera MT40 코어와 0.1245mm MT40 프리프레그와 쌍을 이룹니다. 최종 압착 두께는 1.636mm에 달합니다. 외부 레이어는 1oz의 완성된 구리를 사용하고, 내부 레이어는 0.5oz 구리를 사용합니다. 보드는 녹색 솔더 마스크와 흰색 실크스크린, 그리고 팔라듐 금 표면 처리가 적용되었습니다. 보드 치수는 179mm × 121mm (1PCS)입니다. 이 설계에는 L1-L2 및 L7-L8의 블라인드 비아가 포함됩니다. 상단 레이어는 50옴 단일 종단 임피던스를 위해 제작된 6mil 트레이스를 특징으로 합니다.

PCB 사양

아래 표는 이 하이브리드 PCB의 모든 핵심 제조 매개변수를 요약합니다.

PCB 스택업

RO4350B & I-Tera MT40 라미네이트 소개

I-Tera MT40은 고속 디지털 및 RF/마이크로파 PCB 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. W-대역 주파수까지 -55°C ~ +125°C에서 안정적인 유전 상수(Dk)를 제공하며, 0.0031의 낮은 손실 계수(Df)를 가집니다. MT40은 PTFE 마이크로파 재료의 비용 효율적인 대안 역할을 합니다. MT40은 라미네이트 및 프리프레그로 제공되며, 표준 FR-4 제조 공정과 호환되고 특수 PTFE 스루홀 처리가 필요하지 않습니다. 여러 번의 리플로우 및 반복적인 라미네이션 사이클을 지원하며, CAF 저항 기능을 갖추고 RoHS 요구 사항을 충족합니다.

RO4350B는 RF 및 마이크로파 회로를 위한 잘 알려진 세라믹 함유 탄화수소 라미네이트입니다. 마이크로파 주파수에서 낮은 손실 계수를 유지하여 임피던스 제어 RF 트레이스에 대해 일관된 전기적 성능을 제공합니다. 안정적인 Dk와 낮은 Df는 신호 감쇠를 최소화하여 고주파 전송선에 필수적입니다. RO4350B는 표준 FR4 재료와 다른 정의된 CTE 프로파일을 가지며, 이는 하이브리드 라미네이션 중에 고려해야 할 중요한 요소입니다.

이 8층 하이브리드 유전체 스택의 설계 합리성-스택업

1. 중간 I-Tera MT40을 갖춘 듀얼 사이드 RO4350B의 고주파 설계 논리

상단 및 하단 외부 레이어는 0.168mm RO4350B를 채택합니다. RO4350B의 고유한 낮은 Df와 안정적인 유전 상수로 인해 마이크로파 신호 감쇠가 낮게 유지됩니다. 이러한 재료 특성은 상단 레이어의 50Ω 단일 종단 RF 라우팅에 이상적이며, RF 신호가 6mil 트레이스를 따라 이동할 때 신호 무결성을 유지합니다.

중앙의 0.381mm I-Tera MT40 코어는 MT40의 높은 Tg 215°C와 높은 분해 온도 Td 360°C를 활용합니다. 이러한 열적 특성은 8층 스택에 대해 강력한 기계적 지지력과 안정적인 열 성능을 제공합니다. 내부 레이어에 MT40을 사용하면 모든 RO4350B 보드를 만드는 데 드는 높은 재료 비용을 피할 수 있습니다.

0.1245mm MT40 프리프레그는 일관된 수지 흐름과 잘 정의된 유전 특성을 위해 선택되었습니다. MT40의 안정적인 Dk 특성을 통해 이 프리프레그는 층간 유전체 두께를 정밀하게 조정합니다. 외부 RO4350B 코어와 결합될 때, 스택 조립은 관리 가능한 두께 공차로 목표 1.636mm의 최종 두께를 일관되게 달성합니다.

2. 이 8층 3중 재료 스택의 제조 과제 및 개선 전략

RO4350B와 I-Tera MT40은 서로 다른 CTE 특성을 가집니다. RO4350B의 열팽창 거동은 215°C의 높은 Tg 에폭시 매트릭스를 가진 MT40과 다릅니다. 라미네이션 중 열에 노출되면 불일치하는 팽창률이 계면 응력을 생성하여 박리 또는 보드 뒤틀림을 유발할 수 있습니다. 이러한 재료 특성 차이를 상쇄하기 위해 제조업체는 분할된 경사 가열 및 느린 냉각 주기를 구현하여 열 응력을 점진적으로 해제합니다.

이 8층 스택은 압착 후 1.636mm에 도달하며, 레이어 오프셋은 알려진 위험입니다. MT40 자체는 여러 라미네이션 주기를 지원하지만, 두꺼운 다층 구조는 여전히 레이어 이동 위험에 직면합니다. 등록 대상 추가 및 프레스 플레이트 전체에 걸쳐 압력 분포 균등화는 라미네이션 중 레이어 정렬을 유지하는 데 도움이 됩니다.

임피던스는 유전 상수와 유전체 두께에 직접적으로 영향을 받습니다. RO4350B와 MT40은 각각 자체 고정 Dk 값을 가집니다. 입고 기판 두께의 어떤 변화라도 구리 평면 사이의 물리적 거리를 변경하고 임피던스 판독값을 이동시킵니다. 입고 재료 검사는 생산 전에 라미네이트 두께 공차를 고정하는 데 중요합니다.

3. 전체 RO4350B 보드 대비 이 8층 하이브리드 스택의 비용-성능 이점

전체 스택이 RO4350B를 사용했다면 재료 비용이 상당했을 것입니다. 내부 코어 및 프리프레그 레이어를 I-Tera MT40으로 교체하면 재료 비용이 크게 절감되어 이 스택은 중대형 RF 모듈 대량 생산에 적합합니다.

MT40의 높은 Tg(215°C)와 높은 Td(360°C)는 여러 리플로우 주기를 견딜 수 있는 능력과 결합되어 순수 세라믹 고주파 기판보다 열 신뢰성이 뛰어납니다. 이러한 열적 특성으로 인해 보드는 SMT 조립을 반복해도 성능 저하 없이 견딜 수 있습니다.

상단 및 하단 신호 레이어만 RO4350B를 사용하며, 이는 RF 전송에 필요한 낮은 Df를 가집니다. 내부 전원 및 접지 레이어는 디지털 및 전원 기능에 대해 안정적인 Dk를 가진 MT40에 의존합니다. 이러한 선택적 재료 배치는 재료 특성을 회로 기능에 맞추고 불필요한 고주파 재료 낭비를 제거합니다.